公开(公告)号：CN116279889A

公开(公告)日：2023-06-23

申请号：CN202310200770.X

申请日：2023-03-06

Applicant: 北京理工大学 ,  北京理工大学前沿技术研究院

Inventor： 商庆一 ,  刘辉 ,  韩立金 ,  任晓磊 ,  谢景硕 ,  聂士达

IPC: B62D57/028

Abstract: 本发明公开了一种具有腹部轮腿的轮腿式车辆及越障方法，属于轮腿式车辆越障技术领域，轮腿式车辆包括车体，车体两侧设有前轮腿和后轮腿，前轮腿和后轮腿结构相同，均包括与车体转动连接的大腿，大腿远离车体的一侧转动连接有小腿，小腿末端活动安装有车轮，大腿、小腿和车轮上分别传动连接有驱动大腿转动的大腿电机、驱动小腿转动的小腿电机和驱动车轮转动的轮毂电机，车体底部、位于前轮腿和后轮腿之间设有可转动、可伸缩的腹部轮腿，腹部轮腿远离车体的一端设有可转动的支撑轮，通过设置带支撑轮的腹部轮腿，越障时腹部轮腿支撑障碍物表面，将车体及待越障的轮腿撑起，避免了越障过程中车体底部与障碍物发生干涉的情况，保护车体不会受到损坏。

公开(公告)号：CN114953876B

公开(公告)日：2025-04-08

申请号：CN202210773221.7

申请日：2022-07-01

Applicant: 北京理工大学 ,  北京理工大学前沿技术研究院

Inventor： 谢景硕 ,  韩立金 ,  刘辉 ,  任晓磊 ,  崔山 ,  聂士达 ,  商庆一

IPC: B60G11/14 ,  B62D57/028

Abstract: 本发明公开一种用于轮腿式车辆的减振机构及其轮腿式结构，包括弹簧外套以及分别设置在所述弹簧外套轴向两端部的弹簧内套和第一弹簧座，所述第一弹簧座和所述弹簧内套分别设置有轴向相向延伸的第一限位凸起和第二限位凸起，所述第一限位凸起和所述第二限位凸起均深入所述弹簧外套内，并将所述弹簧外套的内径侧划分成两弹簧放置区，两所述弹簧放置区内沿周向分别设置有压簧，锁定所述弹簧内套后，所述第一弹簧座与所述弹簧内套之间通过所述压簧实现减振连接。本发明通过在弹簧内套和第一弹簧座之间设置压簧，利用压簧实现二者的减振连接，能够利用压簧的压缩变形实现较大的减振行程，利于缓冲地面带来的较大的冲击，进一步保证轮式运动时的稳定性。

公开(公告)号：CN114953876A

公开(公告)日：2022-08-30

申请号：CN202210773221.7

申请日：2022-07-01

Applicant: 北京理工大学 ,  北京理工大学前沿技术研究院

Inventor： 谢景硕 ,  韩立金 ,  刘辉 ,  任晓磊 ,  崔山 ,  聂士达 ,  商庆一

IPC: B60G11/14 ,  B62D57/028

Abstract: 本发明公开一种用于轮腿式车辆的减振机构及其轮腿式结构，包括弹簧外套以及分别设置在所述弹簧外套轴向两端部的弹簧内套和第一弹簧座，所述第一弹簧座和所述弹簧内套分别设置有轴向相向延伸的第一限位凸起和第二限位凸起，所述第一限位凸起和所述第二限位凸起均深入所述弹簧外套内，并将所述弹簧外套的内径侧划分成两弹簧放置区，两所述弹簧放置区内沿周向分别设置有压簧，锁定所述弹簧内套后，所述第一弹簧座与所述弹簧内套之间通过所述压簧实现减振连接。本发明通过在弹簧内套和第一弹簧座之间设置压簧，利用压簧实现二者的减振连接，能够利用压簧的压缩变形实现较大的减振行程，利于缓冲地面带来的较大的冲击，进一步保证轮式运动时的稳定性。

公开(公告)号：CN119659362A

公开(公告)日：2025-03-21

申请号：CN202510199906.9

申请日：2025-02-24

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 郝伟赫 ,  韩立金 ,  谢景硕 ,  马嘉勇

IPC: B60L15/20 ,  B62D57/028

Abstract: 本发明公开一种轮腿式车辆变轴距速差转向的运动控制方法及系统，涉及机器人技术领域。该方法包括：获取期望纵向速度和期望横摆角速度；根据目标轮腿式车辆的路径规划，确定车轮轮心的期望运动轨迹；解算目标轮腿式车辆的关节的期望关节转角；构建目标轮腿式车辆的动力学模型；根据动力学模型和期望横摆角速度，得到期望附加横摆力矩；根据期望纵向速度和实际纵向速度，得到总驱动力；根据期望关节转角和实际关节角度，计算关节的期望驱动力矩；根据总驱动力和期望附加横摆力矩，计算车轮的期望驱动力矩；从车轮的期望驱动力矩中确定最优解，得到车轮的期望电机转矩。本发明能够提升轮腿式车辆的转向效率。

公开(公告)号：CN119568299A

公开(公告)日：2025-03-07

申请号：CN202411884529.4

申请日：2024-12-20

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 韩立金 ,  许绍伟 ,  谢景硕 ,  侯泓钰 ,  郝伟赫 ,  刘辉

IPC: B62D37/06 ,  B62D57/028

Abstract: 本发明公开了一种跳跃腾空姿态调整装置，涉及轮腿式车辆技术领域，包括本体，本体包括两个用于设置于沿车体方向分别设置于车体的前部和后部的驱动机构，本体的质心与车体的质心处于同一竖轴；各驱动机构均包括第一驱动组件、第二驱动组件和旋转体，第一驱动组件与旋转体同轴且固定连接并能够驱动旋转体绕自身水平轴线旋转，第二驱动组件与第一驱动组件固定连接并能够驱动第一驱动组件和旋转体绕一竖直轴线同步旋转；通过第一驱动组件和第二驱动组件控制旋转体的旋转，对车体进行平稳、侧倾和俯仰姿态的控制；本发明提供的跳跃腾空姿态调整装置，便于在跳跃腾空过程中进行姿态调整，提升稳定性和姿态控制能力。本发明还提供一种轮腿式车辆。

公开(公告)号：CN118067133B

公开(公告)日：2024-06-18

申请号：CN202410464798.9

申请日：2024-04-18

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 谢景硕 ,  韩立金 ,  侯泓钰 ,  许绍伟

IPC: G01C21/20

Abstract: 本发明公开一种应用于单轮腿机器人的跳跃轨迹生成方法及设备，涉及机器人运动控制技术领域，包括：建立单轮腿机器人的合成质心运动学与动力学模型；建立单轮腿机器人的垂直跳跃状态采样图；基于单轮腿机器人的垂直跳跃状态采样图进行若干次采样，并求解腾空阶段的代价函数值，以确定目标采样结果；基于目标采样结果和合成质心运动学与动力学模型确定起跳阶段、腾空阶段和落地阶段的优化问题；分别求解各阶段的优化问题，得到各阶段的合成质心轨迹和轮端轨迹，并拼接生成单轮腿机器人完整跳跃过程的运动轨迹。本发明能够使单轮腿机器人以更小的作动能力准确跳跃期望的离地高度，提高跳跃特定高度的精度，降低跳跃运动所需的作动器性能。

公开(公告)号：CN119328772A

公开(公告)日：2025-01-21

申请号：CN202411875912.3

申请日：2024-12-19

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 谢景硕 ,  刘辉 ,  韩立金 ,  聂士达 ,  郝伟赫

IPC: B25J9/16 ,  B62D57/028 ,  B25J13/00

Abstract: 本申请公开了一种用于串联式四足轮腿机器人的姿态控制方法及系统，涉及机器人控制技术领域，该方法包括：根据利用预先建立的轮腿机器人合成质心运动学分析模型，根据期望姿态信息，解算得到期望关节角度；之后在基于实际关节角度和期望关节角度生成关节反馈力矩的基础上，根据观测得到的误差扰动，解算得到关节前馈力矩；并根据实际关节角度、实际车轮信息和期望车轮信息，解算得到车轮控制力矩；最终根据关节控制力矩和车轮控制力矩，控制轮腿机器人的姿态改变以及车轮行进。本申请提出的上述姿态控制方法，通过车轮与腿部关节的协同作动，有效保证四足腿机器人行驶状态下的平稳性，提升了机器人行驶过程中的抗干扰能力及对运动姿态的控制能力。

公开(公告)号：CN118061248B

公开(公告)日：2024-07-16

申请号：CN202410464768.8

申请日：2024-04-18

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 谢景硕 ,  韩立金 ,  刘辉 ,  许绍伟 ,  郝伟赫

IPC: B25J19/00 ,  B25J9/16

Abstract: 本发明公开了一种单腿机器人的动力学验证方法、装置、介质及产品，涉及动力学验证技术领域。方法包括：基于拉格朗日方法，构建待控制单腿机器人的动力学方程；基于动力学方程，利用Matlab Function建立动力学模型；将待控制单腿机器人的质量信息和动力学模型导入Simscape Multibody仿真环境，得到物理仿真模型；将预设运动轨迹向量输入到动力学模型进行模拟，得到力矩理论仿真结果；将预设运动轨迹向量输入到物理仿真模型进行模拟，得到力矩物理仿真结果；根据力矩理论仿真结果和力矩物理仿真结果，验证动力学方程。本发明通过理论仿真和物理仿真在不损坏单腿机器人的前提下，提高单腿机器人的动力学验证效率。

公开(公告)号：CN118061197B

公开(公告)日：2024-06-18

申请号：CN202410464846.4

申请日：2024-04-18

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 谢景硕 ,  韩立金 ,  侯泓钰

IPC: B25J9/16

Abstract: 本发明提供了一种应用于单轮腿机器人跳跃运动的控制方法及系统，涉及单轮腿机器人跳跃运动控制领域，方法包括：基于单轮腿机器人动力学模型，结合传感器模块反馈的实际信息，建立扩张状态观测器，确定复合扰动观测值，补偿至动力学方程中，确定补偿后的动力学方程的动力学约束；根据关节作动器的力矩，建立最大力矩限制的不等式约束，确定跳跃工况下运动跟踪任务之间的优先级顺序，根据最大力矩限制的不等式约束以及动力学约束的任务表示形式，采用分层二次规划方法求解各项运动跟踪任务，确定满足优先级顺序的髋关节、膝关节和车轮力矩，发送至关节作动器，实现单轮腿机器人的跳跃运动。本发明能够使得单轮腿机器人达到更好的跳跃效果。

公开(公告)号：CN118092144A

公开(公告)日：2024-05-28

申请号：CN202410464890.5

申请日：2024-04-18

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 谢景硕 ,  韩立金 ,  聂士达 ,  商庆一

IPC: G05B11/42 ,  B62D57/028

Abstract: 本发明公开一种轮腿机器人运动控制方法及系统，涉及运动控制领域；方法包括：获取轮腿机器人在当前时刻的运动信息；利用速差转向原理以及运动学与几何尺寸关系，结合当前时刻的运动信息，对当前时刻的期望的运动数据进行解算处理，得到当前时刻的解算期望数据；基于PD控制算法，根据当前时刻的期望的关节角度和当前时刻的实际的关节角度，确定当前时刻的关节力矩；基于PI控制算法，根据当前时刻的期望的车轮转速和当前时刻的实际的车轮转速，确定当前时刻的车轮力矩；本发明能够对轮腿机器人进行运动控制。